openmv4系列2----镜头讨论

openmv4系列2----镜头讨论

1.镜头的选择
  openmv常见的使用的镜头有OV7725、OV2640、OV5640、OV9640、MT9V034这几种。

  OV7725：是一款30W像素的摄像头模块,支持最大VGA分辨率输出，帧率最大可达60fps。能配置输出RAW RGB、RGB（GRB422、RGB565/RGB444）、YVA422这几种格式的视频流。通俗点讲：OV7725像素是30W，虽然像素低，但是帧率高，应用在颜色追踪等应用上效果不错。

  OV9650：是一款130W像素的摄像头模块，支持最大SXGA分辨率输出，最高可达15fps。可以自动曝光、自增益、自白平衡等功能。支持灰度和RGB565数据输出。通俗点讲：OV7725像素是130W，像素效果比OV7725有很大的提升，实际识别效果适中，适合又有帧率需求，又有像素需求的场合。

  OV2640：是一款200W像素的摄像头模块，支持最大UXGA分辨率输出，最高帧率为15fps；在SVGA可达30帧、在CIF格式可达60帧。支持图像任意缩放，支持灰度和RGB565/JPEG数据输出。通俗点讲：OV2640像素是200W，帧率一般，实际拍图，识别的效果非常好！适合慢速识别场合！

  MT9V034：是一款支持全局快门的传感器模块，可完美为需要精确的视觉支持提供方便。该模块分为两款，一款为只支持灰度输出、另外一款支持彩色和灰度输出。在VGA/QVGA格式下能稳定90fps帧率输出。在QQVGA格式下200fps帧率输出、在QQQVGA格式下400fps帧率输出。通俗点讲：一般的镜头拍移动的物体会模糊。而快门镜头拍摄移动的物体非常清晰，不会模糊，再加上高帧率，不用多说了，这款镜头就是OpenMV4的压轴镜头！不论是灰度还是彩色镜头，效果都非常好！

  OV5640:支持输出最大为500万像素的图像 (2592x1944分辨率)，支持使用VGA时序输出图像数据，输出图像的数据格式支持YUV(422/420)、YCbCr422、RGB565以及JPEG格式，若直接输出JPEG格式的图像时可大大减少数据量，方便网络传输。它还可以对采集得的图像进行补偿，支持伽玛曲线、白平衡、饱和度、色度等基础处理。根据不同的分辨率配置，传感器输出图像数据的帧率从15-60帧可调，工作时功率在150mW-200mW之间。相较于OV7725，OV5640的像素提高非常大，但是帧率却要比OV7725慢很多。

2.镜头的焦距
  因为图像是通过镜头的光学折射，照到感光元件上的。那么镜头就决定了，整个画面的大小和远近。一个最重要的参数就是焦距。

  镜头焦距：是指镜头光学后主点到焦点的距离，是镜头的重要性能指标。镜头焦距的长短决定着拍摄的成像大小，视场角大小，景深大小和画面的透视强弱。当对同一距离远的同一个被摄目标拍摄时，镜头焦距长的所成的象大，镜头焦距短的所成的象小。注意焦距越长，视角越小。

• 标准镜头通常是指焦距在40至55毫米之间的摄影镜头，标准镜头所表现的景物的透视与目视比较接近。 它是所有镜头中最基本的一种摄影镜头。
• 广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、焦距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜。广角镜头焦距很短，视角较宽，而景深却很深，比较适合拍摄较大场景的照片，如建筑、风景等题材。

在我的理解范畴内，那种镜头平面是平的的就是标准镜头，镜头平面向上突起就是广角镜头。

百度百科 ：
镜头分为广角镜头（其中包含广角镜头、超广角镜头、鱼眼镜头）、标准镜头、中焦镜头、中长焦镜头、长焦镜头。广角镜头焦距短，视角宽，景深大。相比标准镜头，广角镜头能够容纳更大的视角。相比长焦镜头，广角镜头能够拍摄更为清晰的画面，这就是景深。拍风景为什么要用广角镜头，因为广角镜头景深大，适当缩小光圈可以非常容易的做到拍摄清晰锐利的画面。而长焦镜头，或者大光圈的标准镜头，景深很小，能做到虚化背景以突出主体，但是带来的问题是，一味的虚化背景，主体也很容易模糊。广角镜头和长焦镜头都有画面变形，我们称为畸变，广角镜头的畸变是筒形的，即看起来向外凸出，而长焦镜头的畸变是枕形的，即看起来向内压缩。

可见：无论是标准镜头还是广角镜头都会产生畸变，另外重要一点就是长焦镜头对远处的物体拍摄的效果非常好。

3.镜头的畸变
  因为光学原理，在感光芯片上不同的位置，与镜头的距离不同的，简单说就是近大远小，所以在边缘会出现鱼眼效果（桶型畸变）。为了解决这个问题，可以在代码中使用算法来矫正畸变。

注：OpenMV中使用image.lens_corr(1.8)来矫正2.8mm焦距的镜头。也可以直接使用无畸变镜头。无畸变镜头加入了额外的矫正透镜部分，价格自然会高不少。

广角镜头和长焦镜头都有画面变形，我们称为畸变，广角镜头的畸变是筒形的，即看起来向外凸出，而长焦镜头的畸变是枕形的，即看起来向内压缩。

4.镜头的滤片
  我们知道，不同颜色的光，是波长不一样。在正常环境中，除了可见光，还有很多红外光，在夜视中，用的就是红外光。

  在正常颜色应用中，是不需要红外光的，因为红外光也会使感光元件受到反应，就使得整个画面泛白。所以我们在镜头上放一个只能通过波长650nm以内的滤光片，就把红外光截止了。但是，红外夜视摄像头就会用到红外光。

5.像素和分辨率
  像素：感光元件是有很多个感光点构成的，比如有640x480个点，每个点就是一个像素，把每个点的像素收集整理起来，就是一副图片，那么这张图片的分辨率就是 640x480。玩过显示屏就知道这个概念。

6.帧率
  帧率（FPS）就是每秒钟处理的图片数量，帧率超过20帧正常人就感觉不到卡顿了，一般在机器视觉中帧率是一个非常重要的参数，它决定了图像处理的实时性，高帧率也是非常考验单片机性能的。当然，如果用在机器上，帧率是越高越好。

7.光源的选择
  如果你的机器是在工业上，或者24小时长时间运行的设备，保持一个稳定的光源是至关重要的，尤其在颜色算法中。亮度一变，整个颜色的值会变化的很大！